(57)【要約】【課題】凸版反転印刷法により、ブランケット上の表示機能性材料の塗膜のパターンニング、ブランケット上に形成された画素パターンを基材への転写基板に画素パターンを確実に形成することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法提供する。【解決手段】有機ＥＬ表示部を構成する表示機能層の少なくとも１層を、表示機能材料の塗膜を凸版にて画像化した画素パターンを基材に転写する凸版反転印刷法で製造方法であって、前記基板の非表示領域に転写機能付与部を設けたることにより解決した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ表示部を構成する表示機能層の少なくとも１層を、表示機能材料の塗膜を、凸部を有する除去版にて画像化した画素パターンを基材に転写する凸版反転印刷法で製造方法であって、前記基板の非表示領域に転写機能付与部を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
有機ＥＬ表示部を構成する表示機能層の少なくとも１層を、表示機能材料の塗膜を、凸部を有する除去版にて画像化した画素パターンを基材に転写する凸版反転印刷法で製造方法であって、前記凸部を有する除去版の非画素パターン領域に除去機能付与部を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
有機ＥＬ表示部を構成する表示機能層の少なくとも１層を、表示機能材料の塗膜を、凸部を有する除去版にて画像化した画素パターンを基材に転写する凸版反転印刷法で製造方法であって、前記凸部を有する除去版の非画素画像パターン領域に除去機能付与部、および前記基板の非表示領域に転写機能付与部を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記転写機能付与部が、非表示部の転写開始位置に設けられていることを特徴する請求項１または３のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記除去機能付与部が、非画素パターン領域の除去開始位置に設けられていることを特徴する請求項２または３のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記転写機能付与部が、粘着性部材からなることを特徴とする請求項１、３または４のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
前記除去機能付与部が、粘着性部材からなることを特徴とする請求項２、３または５のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記転写機能付与部が、親液材料からなることを特徴とする請求項１、３または４のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
前記除去機能付与部が、親液材料からなることを特徴とする請求項２、３または５のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記画素パターンが、ライン状パターンであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子を印刷法による製造方法として、例えば、特許文献１において、ブランケット上に設けた表示機能材料の塗膜を凸版にて画像化した画像パターンを基材に転写する凸版反転印刷法を用いて製造する方法が提案されている。
以下、この凸版反転印刷法を用いた有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、ガラス、透明プラスチックフィルムなどからなる透明基板１上に、ＩＴＯ、ＦＴＯなどの透明導電膜を蒸着などにより形成し、これを所定のパターンにパターニングして陽極となる透明電極２を形成する。
次に、図５に示すように、前記透明基板１の透明電極２上の全面に、ポリ（３，４）-エチレンジオキシチオフェン、ポリアニリン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体などのホール輸送材料からなる、厚さ１０ｎｍから２００ｎｍの範囲のホール輸送層３を設ける。
このホール輸送層３は、上記ホール輸送材料を含む溶液または分散液をスピンコート法、バーコート法などの塗布方法によって塗布し、さらに加熱、焼成し形成する方法が採用されている。
また、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系などの蛍光性色素をポリスチレン、メチルメタクリレートなどのポリマーに溶解した高分子蛍光体、あるいはポリアリレーン系、ポリアリレーンビニレン系、ポリフルオレン系などの高分子蛍光体を、トルエン、キシレン、アセトン、ＭＥＫ、酢酸エチルなどの溶剤に溶解、分散した有機発光層を形成するためのインキを用意し、このインクを図６に示すように、シリコーンゴムなどからなるブランケット４の外周面に均一な厚さで塗布し、インキ層５を形成する。
【０００３】
次に、図７に示すように、前記ブランケット４を、凸版からなる除去版６に転動させつつ接触させる。
この除去版６は、ガラスからなるもので、その表面には、有機発光層の画素パターンが反転したパターンが、凸部となるように形成された凸版となっている。
このブランケット４と除去版６との接触により、ブランケット４上のインキ層５のうち、その一部の不要となるインキ層５ａが、除去版６の凸部の表面に付着して除去され、ブランケット４の外周面には必要となるインキが残り、この残ったインキから構成される画素パターン層５ｂが形成される。
そして、この状態のブランケット４を、図８に示すように、前記ホール輸送層３が形成された透明基板１に転動させつつ接触させる。この接触によりブランケット４上の画素パターン層５ｂが透明基板１のホール輸送層３上に転写される。さらに、これを加熱することで所定の画素パターンを有し、厚さ５０ｎｍから１５０ｎｍの範囲の有機発光層８が形成される。
【０００４】
さらに、前記有機発光層８上に電子輸送層、陰極となる金属薄膜等を形成し、封止することで、有機ＥＬ素子が製造される。
一方、有機ＥＬ素子の構造については、種々のタイプがあり、有機発光層が電子輸送層を兼ねたタイプ、電子注入層、ホール注入層をさらに設けられたタイプなどが知られている。
前記凸版反転印刷法は、これら有機ＥＬ表示装置の構成層の内、パターニングが必要とされる構成層の形成がその適用対象となるものに有効である。
【０００５】
しかしながら、前記凸版反転印刷法による有機ＥＬ素子を製造するにあたって、以下のような問題があった。
まず、除去版６を用いてブランケット４上に均一にコーティングされたインク層から、所定のパターン２を、除去版６で取り除く際、また、ブランケット４上に残った画素パターンを基材に転写する際、除去あるいは転写時の印圧のムラやインキの乾きムラによってパターニング率および／または転写率が低下するという問題があった。
【０００６】
前記問題を解決するには、例えば、インキに増粘剤などの転写促進作用を有する添加剤を添加することが考えられる。
しかし、このような添加剤をインキに添加すると、得られる有機発光層８に、前記添加剤が残り、この添加剤が有機発光層８の発光特性に悪影響を与えることにもなり、好ましくなかった。
【特許文献１】特開２００３−１７２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記ブランケット上のインキの乾き具合のムラや除去版及び非転写基板に転写する際にかけられる印圧のムラなどが原因で完全転写の実現が困難であったり、インキによってブランケットとの密着性が強く、非転写基板への転写が困難なものがあった問題を解決し、凸版反転印刷法により、基板に画素パターンを確実に形成することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、有機ＥＬ表示部を構成する表示機能層の少なくとも１層を、表示機能材料の塗膜を、凸部を有する除去版にて画像化した画素パターンを基材に転写する凸版反転印刷法で製造方法であって、前記基板の非表示領域に転写機能付与部を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、有機ＥＬ表示部を構成する表示機能層の少なくとも１層を、表示機能材料の塗膜を、凸部を有する除去版にて画像化した画素パターンを基材に転写する凸版反転印刷法で製造方法であって、前記凸部を有する除去版の非が素パターン領域に除去機能付与部を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、有機ＥＬ表示部を構成する表示機能層の少なくとも１層を、表示機能材料の塗膜を、凸部を有する除去版にて画像化した画素パターンを基材に転写する凸版反転印刷法で製造方法であって、前記凸部を有する除去版の非画素画像パターン領域に除去機能付与部、および前記基板の非表示領域に転写機能付与部を設けたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記転写機能付与部が、非表示部の転写開始位置に設けられていることを特徴する請求項１または３のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記除去機能付与部が、非画素パターン領域の除去開始位置に設けられていることを特徴する請求項２または３のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記転写機能付与部が、粘着性部材からなることを特徴とする請求項１、３または４のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、前記除去機能付与部が、粘着性部材からなることを特徴とする請求項２、３または５のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１５】
請求項8に記載の発明は、前記転写機能付与部が、親液材料からなることを特徴とする請求項１、３または４のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、前記除去機能付与部が、親液材料からなることを特徴とする請求項２、３または５のいずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、前記画素パターンが、ライン状パターンであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法により、前記転写機能付与部、および／または除去機能付与部が設けられているので、この転写機能付与部、および／または除去機能付与部で、まず、基板および／または凸版へ表示機能材料からなる塗膜、および／または画素パターンが転移するので、それぞれ表示機能材料からなる塗膜からのパターニング、および／または画素パターンを基板へ転写形成を確実に行うことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
透明基板１上に、ITOをフォトリソグラフィによりパターニングし、短冊状の陽極層２を形成した。
次に、前記陽極層２上に正孔輸送層３として、例えば、厚さ０．１μｍのポリ（３，４-エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸の混合物（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳという）を、スピンコート法により成膜した。その後メタノールを用いてふき取ることによって不必要箇所を取り除いた。
そして、基板１の非発光領域３０に、転写機能付与層として、粘着材２０を、バーコーターを用いて塗布形成した（図１参照）。
【００２０】
この基板１を用いて凸版反転印刷法により、ブランケット４０上のパターン状発光層４１ａが、前記基材上の粘着材２０に密着する（図２ａ、図２ｂ参照）。
そして、この粘着材２０により、発光層４１ａがブランケット４０から基板１側に転写される。その後、発光層４１ａがそのままブランケット４０から剥離し、基板１側に全転写される（図２ｃ参照）。
【００２１】
また、発光層のパターニングは、図３に示すように、例えば、ガラスで作製された凸部５１を有する除去版５０を水洗浄した後、UVオゾン処理にて表面の有機物を取り除いた。
次に、例えば、ロジン含有材料をIPAに溶かした溶液からなる粘着材５２を、バーコーターを用いて除去版５０の非画素パターン領域に相当する部分に塗布し、除去機能付与部を形成した。この除去版５０を用いて凸版反転印刷法によりパターニングを行った。
この除去版５０を用いて、除去工程を行うことによって粘着材５２からなる除去機能付与部で、ブランケット４０から発光層４１が剥離される。
【００２２】
除去機能付与部をきっかけとして、除去版５０の凸部５２に１００％転写した。その結果、ブランケット４０上に残ったパターンを用いて欠陥の無いパターン状発光層のパターニングを行うことができる。
【００２３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の構成について説明する。
まず、陽極層２は、透明基板１上に短冊形状に形成されている。
具体的には、透光性基板の一方の面前面に、蒸着またはスパッタリング法により成膜し、マスクを重ねてエッチングを行なうことで短冊状陽極層を形成する。
この陽極層２は、厚みが０．０５μｍないし０．２μｍの範囲が好ましく、また、透明であることが望ましい。
【００２４】
この透明な陽極層２は、例えば、インジウムと錫の複合酸化物（以下ＩＴＯという）を用いることができる。また、オクチル酸インジウムやアセトンインジウムなどの前駆体を透光性基板上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法等によっても陽極層を形成することができる。
あるいは、アルミニウム、金、銀等の金属が半透明状に蒸着されたものを陽極層として用いることができる。更にポリアニリン等の有機半導体も用いることができる。
陽極層は、必要に応じてＵＶ処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行ってもよい。
【００２５】
また、透光性基板１としては、ガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることができる。プラスチック製のフィルムを用いれば、巻き取りにより有機ＥＬ素子の製造が可能となり、安価に素子を提供することができる。
ここで、プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート等を用いることができる。
また、透明導電層を成膜しない側にセラミック蒸着フィルムやポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体鹸化物等の他のガスバリア性フィルムを積層しても良い。
【００２６】
次に、陽極層２上に正孔輸送層３を形成する。正孔輸送層３に用いる正孔輸送材料としては、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリ（３，４-エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子材料を用いることができる。
これらの正孔輸送材料は、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させ、スピンコート、バーコート、ワイヤーコート、スリットコート等のコーティング法により塗布できる。また、必要に応じてパターニングを行っても良い。
更に、正孔輸送層３には必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。正孔輸送層の膜厚は、１０ｎｍないし２００ｎｍの範囲が好ましい。
【００２７】
次に、正孔輸送層３の全面に発光層５を積層する。発光層５は、高分子蛍光体層のみの単層構造に限らず、電荷輸送層等を授けた多層構造であってもよい。
高分子蛍光体層に用いる高分子蛍光体としては、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’-ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’-ジアリール置換ピロロピロール系、インジウム錯体系等の蛍光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に溶解させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系等の高分子蛍光体を用いることができる。これらの高分子蛍光体はトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に溶解し、スピンコート法、カーテンコート法、バーコート法、ワイヤーコート法、スリットコート法等のコーティング法により塗布できる。
また、必要に応じて版を用いてパターニングを行っても良い、もしくは支持体自身に凹凸を設けることによりパターンを形成しても良く、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷等の印刷方法などと組み合わせてパターンを形成しても良い。また、高分子蛍光体層には必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。発光層の膜厚は、単層または多層構造いずれの場合にも合わせて１０００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは合わせて５０ｎｍないし１５０ｎｍの範囲であるのが好ましい。
【００２８】
更に発光層５は、陽極層２ごとに、赤色の発光層、緑色の発光層、青色の発光層を形成してもよい。このように、赤、青、緑の発光層を形成することで、フルカラー表示が可能な表示素子を構成することができる。
【００２９】
次に発光層５上に複数の短冊状の陰極層（図示せず）を形成する。
この陰極層は、陽極層の長手方向と直交する方向に沿って形成することが望ましい。
陰極層としては、発光層の発光特性に合わせて、リチウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、アルミニウムなどの金属単体やこれらと金、銀などの安定な金属との合金または多層体とすることが出来る。また、インジウム、亜鉛、錫などの導電性酸化物を用いることも出来る。
これらの材料は、通常の抵抗加熱、ＥＢ加熱などの真空蒸着やスパッタ法などで設けることができ、膜厚は特に限定されないが、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲が好ましい。
また、フッ化リチウムなどの薄膜を陰極層と発光層との間に設けてもよい。陰極層を短冊状にパターニングするには、金属膜、セラミック膜の蒸着マスクなどを用いることができる。更に、陰極層上に絶縁性の無機物や樹脂などによる保護層を設けてもよい。
【００３０】
以上のように、陽極層と正孔輸送層と発光層と陰極層とが順次積層されて、本発明に係る有機ＥＬ素子が形成される。そして、この有機ＥＬ素子が、透光性基板上にマトリックス状に形成されることで、マトリクス型の表示装置を得ることができる。
この表示装置は、相互に交差する行配線としての陽極層、および列配線としての陰極層の間に配置された発光層を発光画素とするパッシブマトリックス型の表示装置である。
【実施例１】
【００３１】
大きさが、１５０×１５０ｍｍ、厚みが、１．１ｍｍのソーダガラスを基板として用い、この基板に、ITOをフォトリソグラフィによりパターニングし、ピッチ幅が１５０μｍ、電極幅が５０μｍの短冊状の陽極層を形成し、前記陽極層の表面をＵＶオゾン装置で洗浄した。
次に、前記陽極層上に正孔輸送層として、厚さ０．１μｍのポリ（３，４-エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸の混合物（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳという）を、スピンコート法により成膜した。その後メタノールを用いてふき取ることによって不必要箇所を取り除いた。
【００３２】
そして、基板の非発光領域に、転写機能付与層として、粘着材を、バーコーターを用いて塗布形成した（図１参照）。
この基板を用いて凸版反転印刷法により、ブランケット上の発光層パターンが、前記基材上の粘着材に密着する。そして、この粘着材により、発光層がブランケットから基板側に転写される。その後、発光層がそのままブランケットから剥離し、基板側に全転写される（図２参照）。
【００３３】
その後、真空製膜装置にセットし、４×１０−４Ｐａ下において１０ｎｍ（１００オングストローム）のＣａ層を２オングストローム／秒の成膜速度で成膜し、さらに厚さ２００ｎｍ（２０００オングストローム）のアルミニウム膜を１０Å／秒の成膜速度で成膜した。このようにして１００％転写が実現でき、欠陥のない表示装置が作製できた。
【実施例２】
【００３４】
まず、ガラスで作製された凸部を有する除去版を水洗浄した後、UVオゾン処理にて表面の有機物を取り除いた。
次に、粘着材としてロジン含有材料をIPAに溶かした後、この溶液を、バーコーターを用いて除去版の非画素パターン領域に相当する部分に塗布し、除去機能付与部を形成した。この除去版を用いて凸版反転印刷法によりパターニングを行った。
この除去版を用いて、除去工程を行うことによって粘着材からなる除去機能付与部で、ブランケットからインクが剥離される。
除去機能付与部をきっかけとして、除去版の凸部分に１００％転写した。その結果、ブランケット上に残ったパターンを用いて欠陥の無い発光層のパターニングを行うことができた。
その後、実施例１と同じ工程を経て表示装置を作製し、実施例１と同様の表示装置を得た。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の発光層を設ける基板の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の基板に発光層を形成する工程を示す説明図である。
【図３】本発明の除去版を用いて発光層をパターニングする工程を示す説明図である。
【図４】陽極層を設けた基板を示す説明図である。
【図５】図４にさらにホール輸送層を設けた構成を示す説明図である。
【図６】凸版反転印刷法に用いるブランケットを示す説明図である。
【図７】図６のブランケット上の発光層をパターニングする工程を示す説明図である。
【図８】パターニングされた発光層を図５に示す基板上に転移する工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、３０・・・基板
２・・・陽極層
３・・・ホール輸送層
４、４０・・・ブランケット
５、４１・・・発光層
４１ａ・・・パターン状発光層
２０、５２・・・粘着材
５０・・・除去版
５１・・・凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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